Chlorproduktion in der Küche

Chlor – von diesem Gas weisst du vermutlich, dass es giftig ist und dass es als Desinfektionsmittel beispielsweise in Schwimmbädern eingesetzt wird. Wusstest du aber auch, du es in kleinen Mengen gefahrlos selbst herstellen kannst?

Elektrolyse von Kochsalz

Bei der Elektrolyse von Kochsalz entstehen in kleinen Bläschen zwei Gase: Chlor und Wasserstoff. Bild: Redaktion SimplyScience.ch

Chlor ist auf der Erde ein sehr häufiges Element, aber zum Glück kommt es in der Natur nirgends als reines Gas vor. Es ist nämlich äusserst reaktiv, also „aggressiv“: Farbstoffe zersetzen sich, wenn sie mit Chlorbleiche in Kontakt kommen und Krankheitserreger sterben bei der Behandlung mit chlorhaltigem Reinigungsmittel ab. In der Industrie ist Chlor Ausgangsstoff für zahlreiche Produkte wie zum Beispiel den bekannten Kunststoff PVC (Polyvinylchlorid). Gewonnen wird das Chlor unter Einsatz von Strom aus einer Lösung von Kochsalz in Wasser – das kannst du sogar zuhause ausprobieren!

Das Material für die Kochsalz-Elektrolyse. Bild: Redaktion SimplyScience.ch

Das brauchst du:

  • ein Glas Wasser
  • Kochsalz
  • ein Stück Karton
  • zwei an beiden Enden gespitzte Bleistifte
  • eine 4,5-Volt-Batterie
  • zwei Stücke dünnen Elektrodraht oder Litze, an den Enden abisoliert (das heisst, der Mantel aus Plastik muss auf einer Länge von ca. 2 cm entfernt werden)

Du kannst die Anleitung für das Experiment als PDF herunterladen.

So wird’s gemacht:

Kochsalz-Elektrolyse mit einer 4,5-Volt-Batterie

Bild: Redaktion SimplyScience.ch

  1. Gib etwa zwei Teelöffel Kochsalz in das Glas Wasser und rühre gut um.
  2. Stich zwei Löcher in den Karton. Dann legst du ihn auf das Glas mit dem Salzwasser und steckst die Bleistifte hindurch, so dass die unteren Bleistiftspitzen in die Kochsalzlösung getaucht sind.
  3. Schliesse die oberen Bleistiftspitzen an je einem Pol der Batterie an. Dazu wickelst du das eine Ende des Elektrodrahtes jeweils um die Bleistiftspitze, das andere um eine der Metallzungen der Batterie. Die Graphitmine im Bleistift leitet den Strom in die Lösung und dient als Elektrode.

Scharf beobachtet

Nach wenigen Sekunden beginnen sich an den Bleistiftspitzen im Wasser kleine Bläschen zu bilden: An der negativen Elektrode (Kathode) steigt Wasserstoff auf, an der positiven Elektrode (Anode) Chlor.  Ein leichter „Chlorgeruch“ ist wahrnehmbar.

Wichtig:

  • Führe das Experiment in einem gut belüfteten Raum durch, da Chlor die Atemwege reizt und in höherer Konzentration giftig ist.
  • Benütze als Stromquelle nichts anderes als eine 4,5-Volt-Batterie.
  • Im Glas bildet sich Natronlauge, du darfst das Wasser also nach dem Experiment keinesfalls trinken.

Was steckt dahinter?

Bei diesem Experiment setzt du Strom ein, um eine chemische Reaktion zwischen dem Kochsalz und dem Wasser auszulösen. Dabei werden elektrisch geladene Teilchen ausgetauscht und setzen sich neu zusammen. Man nennt dies eine Elektrolyse.

Schema der Kochsalz-Elektrolyse

Schema der Kochsalz-Elektrolyse. Bild: Redaktion SimplyScience.ch

Kochsalz löst sich im Wasser auf, und die Chlor- und Natriumteilchen schwimmen dann als negativ geladene Chlor-Ionen (Cl-) und positiv geladene Natrium-Ionen (Na+) herum. Sobald die Bleistift-Elektroden an die Batterie angeschlossen werden und ein Strom fliesst, nehmen die Chlor-Ionen an diesem Stromkreislauf teil: Sie sammeln sich an der Anode, geben dort ein Elektron (e-) ab und bilden jeweils zu zweit ein Chlor-Molekül (Cl2), das als Gas aufsteigt. Gleichzeitig gelangen an der Kathode Elektronen in die Lösung und werden vom Wasser (H2O) aufgenommen; Wasserstoff (H2) entweicht als Gas und Hydroxid-Ionen (OH-) verbleiben zusammen mit den Natrium-Ionen in der Lösung. Sie bilden eine verdünnte Natronlauge.

In der Chemie werden die beteiligten Stoffe so geschrieben:

  • Wasser: H2O
  • Kochsalz (Natriumchlorid): NaCl
  • Wasserstoff: H2
  • Chlor: Cl2
  • Natriumhydroxid: NaOH (in Wasser gelöst bildet es Natronlauge)

Die gesamte Elektrolysereaktion lautet:

2 NaCl + 2 H2O → 2 NaOH + H2 + Cl2

Man nennt eine solche Reaktion, bei der Elektronen übertragen werden, eine Redoxreaktion.

Idee: www.eurochlor.org/the-chlorine-universe: Produce your own chlorine!
Text & Fotos: Redaktion SimplyScience.ch

Durchschnittliche Bewertung:
  •  
(0 Bewertungen)

Was sagst Du dazu?

Dieser Artikel hat noch keine Kommentare erhalten.